郭立 朱國霞 陳麗梅 王慶奎 孫敬鋒 高金偉 陶秉春 白東清

摘 要：針對傳統(tǒng)的水域環(huán)境學(xué)實驗僅作為理論課程教學(xué)的延續(xù)和補充，其教學(xué)僅限于課堂和簡單的驗證性實驗，對水域環(huán)境學(xué)實驗的教學(xué)體系、實驗教學(xué)方法、實驗教學(xué)手段和實現(xiàn)綠色實驗的教學(xué)理念等方面進行改革和探討。創(chuàng)建了“一體化、多層次”的實驗教學(xué)體系，即在課堂實驗和實驗室開放基礎(chǔ)上，開展教學(xué)實習(xí)、專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)論文等環(huán)節(jié)，形成理論與實驗教學(xué)并重的教學(xué)格局，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的精神和創(chuàng)新能力，為促進水域環(huán)境學(xué)實驗教學(xué)發(fā)展和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：水域環(huán)境學(xué)實驗 實驗教學(xué)體系 改革 創(chuàng)新

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（c）-0138-02

在我國現(xiàn)代大學(xué)本科教育體系中，如何設(shè)置專業(yè)課程一直是教育工作者關(guān)心的問題，尤其是在應(yīng)用性較強的農(nóng)科院校，如何兼顧理論教學(xué)與實踐教學(xué)，使學(xué)生在掌握扎實理論知識的基礎(chǔ)上，牢固掌握實驗技能，提高實踐能力，激發(fā)創(chuàng)新精神，也是值得我們?nèi)ヌ接懞脱芯康闹匾n題之一。

“水域環(huán)境學(xué)實驗”是《水域環(huán)境學(xué)》的配套實驗課程。水域環(huán)境學(xué)是水環(huán)境科學(xué)和水化學(xué)交叉形成的學(xué)科，是一門理論與實踐緊密結(jié)合的應(yīng)用學(xué)科。天津農(nóng)學(xué)院面向水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)和水族科學(xué)專業(yè)開設(shè)《水域環(huán)境學(xué)》，課程組教師在教學(xué)過程中開展了一系列實驗教學(xué)改革，創(chuàng)建了“一體化、多層次”的實驗教學(xué)體系，形成了自己的特色。使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的基礎(chǔ)上，通過實驗課程來靈活應(yīng)用與掌握理論知識。并通過開放實驗室，教學(xué)實習(xí)，生產(chǎn)實習(xí)及參加科研活動等，激發(fā)學(xué)生主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[1-3]。

1 構(gòu)建并優(yōu)化實驗教學(xué)體系

構(gòu)建水域環(huán)境學(xué)“一體化、多層次”的實驗教學(xué)模式，實行多層次實驗教學(xué)體系。對每個實驗項目按照由淺入深、循序漸進的原則。

1.1 在教學(xué)環(huán)節(jié)，通過“課堂實驗和實驗室開放”，形成了傳授知識、運用提高、研究創(chuàng)新的實驗教學(xué)體系，使學(xué)生養(yǎng)成獨立思考、準備和進行實驗的能力

在我校的水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)和水族科學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)方案中，將《水域環(huán)境學(xué)》中的實驗教學(xué)內(nèi)容從《水域環(huán)境學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容中獨立出來，改變實驗教學(xué)附屬地位，使實驗學(xué)時數(shù)由26學(xué)時增至30學(xué)時，形成理論與實驗教學(xué)并重的格局。通過多年實踐和探索，將水域環(huán)境中的常規(guī)項目進行整合，開設(shè)了總堿度及HCO-3、CO2-3離子、總硬度及Ca2+ 、Mg2+離子、氯化物、pH、溶解氧、化學(xué)需氧量、無機三氮、可溶性磷、總鐵的測定等實驗，做到既突出實驗內(nèi)容的應(yīng)用性，又保證實驗內(nèi)容的完整性。

1.2 在教學(xué)實習(xí)、專業(yè)生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)論文環(huán)節(jié)完成綜合應(yīng)用型實驗，科研方法初步訓(xùn)練型實驗，提高學(xué)生的基本實踐能力和初步研究能力

在《水域環(huán)境學(xué)》理論和實驗課程結(jié)束后，安排0.5周的時間進行本課程的教學(xué)實習(xí)，在此環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過自行設(shè)計實驗項目，獨立完成天然水體的采樣、保存、運輸和分析等程序，完成對水體進行綜合分析評價。在隨后的生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)論文環(huán)節(jié)，將學(xué)習(xí)到的理論知識和實驗技能與實際需要有機結(jié)合，鍛煉和提高學(xué)生獨立完成任務(wù)及分析和解決問題的能力。

1.3 積極開展本科生業(yè)余科研活動

學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過程中，在教師指導(dǎo)下，開展業(yè)余科研和實踐活動。如參與教師的課題研究，進一步提高他們分析問題與解決問題能力，或完成其中一個步驟，或進行一個方面的探索，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。近三年來，參與本課程組教師科研項目的本科生，以第一作者公開發(fā)表科研論文2篇。本科生申請立項2014年校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃2項。

2 改革和創(chuàng)新實驗教學(xué)方法

實驗教學(xué)方法與手段是實驗教學(xué)中最基本要素，是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、提高學(xué)生實驗技能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵[4]。傳統(tǒng)的《水域環(huán)境學(xué)》實驗教學(xué)是由實驗老師課前進行實驗準備，把實驗藥品及試劑都準備配制好，甚至把需要處理的水樣進行預(yù)處理，將實驗步驟及注意事項寫在黑板上。學(xué)生在實驗課上只需按照實驗步驟機械地完成實驗。這樣的教學(xué)手段單一，方法簡單，學(xué)生動手動腦機會少。這種教學(xué)方法已不能滿足現(xiàn)代實驗教學(xué)的要求[5]。為了提高實驗教學(xué)質(zhì)量，增加學(xué)生的動手動腦機會，在水域環(huán)境學(xué)實驗教學(xué)過程中，我們著重進行了實驗教學(xué)方法和手段的改革與創(chuàng)新。

首先，堅持要求學(xué)生在上實驗課前充分預(yù)習(xí)，并寫出預(yù)習(xí)報告。使學(xué)生在動手實驗前對將要做的實驗的原理、所需要試劑和儀器、實驗步驟和注意事項等有一個初步的認識。實驗過程中引導(dǎo)學(xué)生對實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象進行討論。實驗結(jié)束時由實驗指導(dǎo)教師組織學(xué)生對實驗結(jié)果進行討論、總結(jié)、分析和比較。在此過程中，學(xué)生直接參與實驗的全過程，從實驗準備、實驗操作到實驗結(jié)果的處理分析等，讓學(xué)生成為實驗的主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生主動獲取知識，增加學(xué)生的動腦、動手機會，從而達到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量的目的[5]。在教學(xué)實習(xí)和畢業(yè)論文階段，對綜合性、設(shè)計性實驗項目，要求學(xué)生從文獻查閱、實驗方案設(shè)計、實驗方案實施、實驗數(shù)據(jù)分析到實驗報告撰寫，都由學(xué)生自行獨立完成，為學(xué)生的自主創(chuàng)新提供足夠的空間，完成綜合應(yīng)用型實驗，提高學(xué)生的基本實踐能力和初步研究能力。實驗教師在此過程中，只做針對性的指導(dǎo)或提醒。

3 改革和創(chuàng)新實驗教學(xué)手段

在《水域環(huán)境學(xué)》實驗教學(xué)過程中，將傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代的教學(xué)手段有機結(jié)合?；A(chǔ)性、綜合設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗分別采取不同的教學(xué)方式。實驗過程中的儀器設(shè)備，如酸度計、電導(dǎo)鹽度計、定氮儀等設(shè)備的使用、操作以及注意事項都要進行演示；而操作步驟繁瑣、儀器使用程序復(fù)雜的實驗，如本課程開設(shè)的原子吸收光譜儀測定重金屬的實驗，就采用先通過多媒體技術(shù)進行演示，使學(xué)生對整個實驗流程有直觀的認識，在經(jīng)過教師演示與實際操作相結(jié)合，使學(xué)生掌握相關(guān)的實驗技能。此外，本課程經(jīng)過多年的努力，已經(jīng)建設(shè)成水域環(huán)境學(xué)課程網(wǎng)站，教學(xué)大綱、電子教案、課件、教學(xué)錄像等教學(xué)資料都已經(jīng)陸續(xù)上網(wǎng)，學(xué)生可自由下載相關(guān)的教學(xué)材料，并保持更新和發(fā)展。學(xué)生可利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，了解教學(xué)計劃、課程大綱，通過多媒體課件進行預(yù)習(xí)。教師可通過網(wǎng)上提問、網(wǎng)上答疑解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所遇到的問題。

4 實現(xiàn)實驗過程綠色化

作為一名教師，應(yīng)該將環(huán)境保護意識滲透到教學(xué)的每個環(huán)節(jié)，在水域環(huán)境學(xué)的實驗教學(xué)中，更應(yīng)該將綠色實驗思想根植到每一位學(xué)生的心中，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展意識。在實驗中所使用的藥品和試劑，以及伴隨實驗過程而產(chǎn)生的許多有毒或有害的氣體、液體或固體產(chǎn)物，都會直接或間接地影響師生健康，并造成環(huán)境污染，因此在實驗的全過程（從實驗內(nèi)容的設(shè)計到實施）都應(yīng)該注意環(huán)境保護問題[6]。本課程組將環(huán)保意識始終貫穿于《水域環(huán)境學(xué)》實驗教學(xué)改革過程中。首先，在實驗的設(shè)計上做到微量化，減少有害化學(xué)物質(zhì)向環(huán)境投放量。例如測定分析水體中的COD時，傳統(tǒng)的重鉻酸鉀法要產(chǎn)生大量的含Cr，Hg，Ag，F(xiàn)e的酸性廢液，而采用微波消光度法測COD，可以大大減少廢物的生產(chǎn)量，減少環(huán)境污染，節(jié)約能源[7]。其次，做到不隨意排放實驗過程中產(chǎn)生廢液，含有有害物質(zhì)的廢液、強酸或強堿性廢液均分別用專門的容器收集，再送交有關(guān)部門統(tǒng)一進行無害化處理。在實驗中實施綠色教學(xué)，不但能夠節(jié)約資源，從源頭上阻止污染，而且能夠增強學(xué)生的環(huán)境意識和社會責(zé)任感[8]。

參考文獻

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[8] 夏小慶，谷小霞，李祥子.在藥學(xué)專業(yè)化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)的理念[J].繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2010（6）：63-65.